digital 20282163 s702 pengaruh preheating

UNIVERSITAS INDONESIA

PENGARUH PREHEATING TERHADAP KETANGGUHAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA PENGELASAN ADAPTER

BUCKET EXCAVATOR DENGAN METODE GMAW

SKRIPSI

AKTIKA CHANDRA 0806369000

FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK METALURGI DAN MATERIAL

DEPOK Juni 2011

Pengaruh preheating ..., Aktika Chandra, FT UI, 2011

UNIVERSITAS INDONESIA

PENGARUH PREHEATING TERHADAP KETANGGUHAN DAN STRUKTUR MIKRO PADA PENGELASAN ADAPTER

BUCKET EXCAVATOR DENGAN METODE GMAW

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

AKTIKA CHANDRA 0806369000

FAKULTAS TEKNIK PROGRAM STUDI TEKNIK METALURGI DAN MATERIAL

DEPOK Juni 2011


ii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

Skripsi ini adalah hasil karya saya sendiri,

dan semua sumber baik yang dikutip maupun dirujuk

telah saya nyatakan dengan benar

Nama : Aktika Chandra

NPM : 0806369000

Tanda Tangan :

Tanggal : 24 Juni 2011


iii

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi ini diajukan oleh : Nama : Aktika Chandra NPM : 0806369000 Program Studi : Teknik Metalurgi dan Material Judul Skripsi : Pengaruh Preheating Terhadap Ketangguhan dan

Struktur Mikro pada Pengelasan Adapter Bucket Excavator Dengan Metode GMAW

Telah berhasil dipertahankan dihadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik pada Program Studi Metalurgi dan Material, Fakultas Teknik Metalurgi dan Material, Universitas Indonesia

DEWAN PENGUJI Pembimbing : Dr. Ir. Winarto, M.Sc ( ) Penguji 1 : Dr. Ir. M.Anis, M.Met ( ) Penguji 2 : Dr. Badrul Munir, M.Sc ( )

Ditetapkan di : Depok Tanggal : 24 Juni 2011


iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur saya panjatkan kepada Allah SWT, karena atas limpahan rahmat dan

kenikmatan-Nya, saya dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat serta salam

selalu tercurah untuk Nabi Muhammad SAW. Penulisan skripsi ini dilakukan

dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk mencapai gelar Sarjana Teknik

pada Departemen Metalurgi Material Fakultas Teknik Universitas Indonesia. Saya

menyadari bahwa, tanpa bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak, dari masa

perkuliahan sampai pada penyusunan skripsi ini, sangatlah sulit bagi saya untuk

menyelesaikan skripsi ini. Oleh karena itu, saya mengucapkan terima kasih

kepada:

1. Dr.Ir. Winarto M.Sc, selaku dosen pembimbing yang telah menyediakan

tenaga, waktu dan pikiran untuk mengarahkan saya dalam penyusunan skripsi

ini;

2. Orang tua dan keluarga besar saya yang telah banyak memberikan dukungan

moral dan material;

3. Ibu Evi Zulfiah, Pak Ferdi A Ansyah, Pak Agus C Handaka yang telah

memberi kesempatan untuk melakukan penelitian ini di perusahaan. Pak Dian

Rinaldy, Pak Gatot Budiyanto, Pak Widi Cahyono yang telah bersedia

meluangkan waktu, tenaga, dan pikiran untuk memberi pengarahan dan

bimbingan serta diskusi untuk menyelesaikan tugas skripsi ini, PT.Caterpillar

Indonesia; serta

4. Sahabat dan teman seperjuangan, Hikmat SH, Fendi R, Ahmad Ashari, Candra

BK, Arif, Ruth P, Heri S, Arfiandi, Johny Poltek dan berbagai pihak telah

banyak membantu dalam menyelesaikan tugas skripsi ini.

Akhir kata, saya berharap Allah SWT berkenan membalas segala kebaikan semua

pihak yang telah membantu. Semoga skripsi ini membawa manfaat bagi

pengembangan ilmu.

Depok, 24 Juni 2011

Penulis


v

HALAMAN PERNYATAAN PERSETUJUAN PUBLIKASI

TUGAS AKHIR UNTUK KEPENTINGAN AKADEMIS

Sebagai sivitas akademik Universitas Indonesia, saya yang bertanda tangan dibawah ini: Nama : Aktika Chandra NPM : 0806369000 Program Studi : Teknik Metalurgi dan Material Departemen : Teknik Metalurgi dan Material Fakultas : Teknik Jenis karya : Skripsi Demi pengembangan ilmu pengetahuan, menyetujui untuk memberikan kepada Universitas Indonesia Hak Bebas Royalti Noneksklusif (Non-exclusive Royalty-Free Right) atas karya ilmiah saya yang berjudul: Pengaruh Preheating Terhadap Ketangguhan dan Struktur Mikro Pada Pengelasan Adapter Bucket Excavator Dengan Metode GMAW beserta perangkat yang ada (jika diperlukan). Dengan Hak Bebas Royalti Noneksklusif ini Universitas Indonesia berhak menyimpan, mengalihmedia/format-kan, mengelola dalam bentuk pangkalan data (database), merawat dan memublikasikan tugas akhir saya selama tetap mencantumkan nama saya sebagai penulis/pencipta dan sebagai pemilik Hak Cipta. Demikian pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya.

Dibuat di : Depok Pada tanggal : 24 Juni 2011

Yang menyatakan

(Aktika Chandra)


vi Universitas Indonesia

ABSTRAK Nama : Aktika Chandra Program Studi : Teknik Metalurgi dan Material Judul : Pengaruh Preheating Terhadap Ketangguhan dan Struktur

Mikro Pada Pengelasan Adapter Bucket Excavator Dengan Metode GMAW

Pemilihan temperatur preheating yang dipakai dalam pengelasan adapter bucket excavator sangat penting untuk menentukan mampu las pada baja yang akan dilas. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari perlakuan preheating terhadap ketangguhan, kekerasan dan struktur mikro las dengan metode pengelasan GMAW menggunakan elektroda ER70S-6 diameter 1,4 mm. Penelitian ini menggunakan bahan baja paduan rendah cor yang mengandung komposisi kimia C = 0,19 %, Si = 0,541 %, Mn = 1,03 %, Mo=0,248%, P=0,011 %, Ni = 0,884 %, Cr=1,05%, V=0,004%. Bahan diberi perlakuan preheating dengan variasi temperatur yaitu temperatur ruang atau tanpa preheating, temperatur 1500C dan temperatur 3500C. Spesimen dilakukan pengamatan cacat las, pengujian impak, kekerasan dan foto mikro pada daerah logam dasar baja adapter, HAZ baja adapter, logam las, HAZ baja base edge dan logam dasar baja base edge. Sesuai hasil penelitian dapat disimpulkan bahwa dengan variasi perlakuan preheating pada pengelasan adapter bucket excavator terjadi perubahan struktur mikro akibat laju pendinginan yang berbeda sehingga berpengaruh terhadap ketangguhannya. Ketangguhan paling optimal pada pengelasan adapter bucket excavator adalah pada penggunaan preheating 1500C. Kata kunci: preheating, adapter, baja base edge,ketangguhan


vii Universitas Indonesia

ABSTRACT Name : Aktika Chandra Major : Metallurgy and Material Title : Effect of Preheating Temperature on Toughness & Micro- Structure in Welded Adapter Bucket Excavator by GMAW Process The selection of preheating temperature that use in a weld adapter bucket excavator it is important to determine weldability of steel that will be weld. This research aim to knowing effect of preheating temperature on thoughness and microstructure in welded adapter bucket excavator by GMAW process using welding electrode ER70S-6 with wire diameter 1.4mm. The research use low alloy steel casting with chemical composition C = 0,19 %, Si = 0,541 %, Mn = 1,03 %, Mo=0,248%, P=0,011 %, Ni = 0,884 %, Cr=1,05%, V=0,004%. The material is treated with preheating and the temperature is differentiate to room temperature or no preheating, preheating 1500C and preheating 3500C. Specimen analyze by visual inspection, impact test, hardness test and microscopic photo on adapter steel base metal, HAZ adapter steel, weld metal, HAZ base edge steel and base edge steel base metal. According to result of observation can be summarized that with variation of preheating temperature on weld adapter bucket excavator change the microstructure affected by different cooling rate, thus influence to the toughness of adapter. Optimal toughness in welded adapter bucket excavator is occur at preheating 1500C. Keywords: preheating, adapter, base edge steel, toughness


viii Universitas Indonesia

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ...........................................................................................i HALAMAN JUDUL ...........................................................................................i LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN ..........................................................ii LEMBAR PENGESAHAN...............................................................................iii KATA PENGANTAR.......................................................................................iv LEMBAR PERSETUJUAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH .........................v ABSTRAK.........................................................................................................vi ABSTRACT.......................................................................................................vii DAFTAR ISI ...................................................................................................viii DAFTAR GAMBAR..........................................................................................x DAFTAR TABEL ............................................................................................xii DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................xiii BAB I PENDAHULUAN................................................................................1 1.1 Latar Belakang ...........................................................................................1 1.2 Perumusan permasalahan ...........................................................................3 1.3 Tujuan Penelitian .......................................................................................4 1.4 Ruang Lingkup Penelitian ..........................................................................4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA ......................................................................5 2.1 Gas Metal Arc Welding..............................................................................5 2.2 Mampu Las ................................................................................................7 2.3 Metode Perlakuan Panas.............................................................................8 2.4 Temperatur Preheating...............................................................................9 2.5 Inspeksi Las ...............................................................................................9 2.5.1 Uji Penetrant ....................................................................................10 2.6 Pengujian Sifat Mekanik ..........................................................................10 2.6.1 Pengujian Impak..............................................................................11 2.6.2 Pengujian Kekerasan .........................................................................12 2.7 Pengujian Struktur Mikro .........................................................................15 2.7.1 Pemotongan Sampel ........................................................................16 2.7.2 Siklus Termal Daerah Las................................................................16 2.7.3 Struktur Mikro Las ..........................................................................17 2.7.3.1 Ferit Batas Butir.....................................................................17 2.7.3.2 Ferit Widmanstatten ...............................................................18 2.7.3.3 Ferit Acicular.........................................................................18 2.7.3.4 Bainit .....................................................................................19 2.7.3.5 Martensit................................................................................20 BAB III METODOLOGI PENELITIAN .......................................................21 3.1 Diagram Alir Penelitian............................................................................21 3.2 Bahan Penelitian ......................................................................................22 3.3 Pengujian Komposisi Kimia .....................................................................22 3.4 Persiapan Benda Uji Impak ......................................................................22 3.4.1 Lokasi Pengambilan Spesimen Impak.............................................23 3.4.2 Jumlah Spesimen Impak .................................................................24 3.4.3 Bentuk Spesimen Impak .................................................................24


ix Universitas Indonesia

3.5 Persiapan Benda Uji Kekerasan................................................................24 3.5.1 Lokasi Distribusi Uji Kekerasan ......................................................25 3.6 Pengamatan Metalografi...........................................................................25 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN..........................................................26 4.1 Pengujian Komposisi Kimia .....................................................................26 4.2 Inspeksi Las .............................................................................................27 4.3 Pengujian Kekerasan ................................................................................32 4.4 Pengujian Impak ......................................................................................35 4.4.1 Kekuatan Impak ..............................................................................37 4.5 Pengamatan Foto Makro...........................................................................38 4.6 Struktur Mikro .........................................................................................38 BAB V KESIMPULAN .................................................................................45 DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................46


x Universitas Indonesia

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1.1 Bucket Excavator ..........................................................................2

Gambar 2.1 Skema Proses GMAW ..................................................................5

Gambar 2.2 Pengaruh Karbon Ekivalen............................................................8

Gambar 2.3 Sketsa Uji Impak Charpy dan Izod..............................................11

Gambar 2.4 Pengujian Rockwell ....................................................................12

Gambar 2.5 Prinsip Pengukuran Rockwell .....................................................13

Gambar 2.6 Skema Pembebanan Brinell.........................................................13

Gambar 2.7 Pengujian Vickers dan Bentuk Indentor ......................................14

Gambar 2.8 Struktur Mikro Ferit ....................................................................18

Gambar 2.9 Struktur Mikro Ferit Widmanstatten ............................................18

Gambar 2.10 Skema Ferit Acicular ..................................................................19

Gambar 2.11 Struktur Mikro Bainit..................................................................19

Gambar 2.12 Struktur Mikro Martensit ............................................................20

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ..............................................................21

Gambar 3.2 Persiapan Pengelasan Sampel Coupon Test .................................22

Gambar 3.3 Lokasi Spesimen Uji Impak Logam Las dan HAZ ......................23

Gambar 3.4 Lokasi spesimen Uji Impak Logam Dasar Adapter......................23

Gambar 3.5 Standar Spesimen Uji Impak.......................................................24

Gambar 3.6 Lokasi Titik Uji Kekerasan .........................................................25

Gambar 4.1 Inspeksi Las Pada Sampel Tanpa Preheating ..............................28

Gambar 4.2 Inspeksi Las Pada Sampel Preheating 1500C ..............................28

Gambar 4.3 Inspeksi Las Pada Sampel Preheating 3500C ..............................28

Gambar 4.4 Penyebab dan Penanganan Retak Pada Logam Las......................30

Gambar 4.5 Skema Difusi Hidrogen ke Cairan Logam Las ............................31

Gambar 4.6 Kelarutan Hidrogen.....................................................................31

Gambar 4.7 Distribusi Kekerasan...................................................................34

Gambar 4.8 Distribusi Kekerasan Rata-Rata...................................................35

Gambar 4.9 Distribusi Harga Impak Sampel Pengelasan ................................37

Gambar 4.10 Foto Makro Pengelasan Sampel Coupon Test..............................38

Gambar 4.11 Struktur Mikro Material Baja Adapter.........................................39


xi Universitas Indonesia

Gambar 4.12 Struktur Mikro Material HAZ Adapter Tanpa Preheating ...........39

Gambar 4.13 Struktur Mikro HAZ Adapter Dengan Preheating 1500C.............40

Gambar 4.14 Struktur Mikro HAZ Adapter Dengan Preheating 3500C.............40

Gambar 4.15 Struktur Mikro Material Logam Las Tanpa Preheating ................41

Gambar 4.16 Struktur Mikro Material Logam Las Dengan Preheating 1500C ..41

Gambar 4.17 Struktur Mikro Material Logam Las Dengan Preheating 3500C ..42

Gambar 4.18 Struktur Mikro Material HAZ Baja Base EdgeTanpa Preheating 42

Gambar 4.19 Struktur Mikro Material HAZ Baja Base Edge Dengan Preheating

1500C.................................................................................................................43

Gambar 4.20 Struktur Mikro Material HAZ Baja Base Edge Dengan Preheating

3500C.................................................................................................................43

Gambar 4.21 Struktur Mikro Material Baja Base Edge.....................................44


xii Universitas Indonesia

DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Komposisi Kimia Logam Baja Base Edge.......................................26

Tabel 4.2 Komposisi Kimia Logam Material Baja Adapter ............................26

Tabel 4.3 Hasil Inspeksi Las ..........................................................................27

Tabel 4.4.a Hasil Pengujian Kekerasan HAZ dan Logam Las............................33

Tabel 4.4 b Hasil Pengujian Kekerasan Baja Adapter dan Baja Base Edge ........33

Tabel 4.5.a Hasil Pengujian Impak HAZ dan Logam Las .................................36

Tabel 4.5.b HasilImpak Logam Dasar Baja Adapter dan Baja Base Edge ..........36


xiii Universitas Indonesia

DAFTAR LAMPIRAN

Hasil Pengujian Komposisi Kimia Baja Adapter ................................................49

Mill Certificate Baja Base Edge .........................................................................50

Hasil Uji Impak Baja Adapter Tanpa Preheating ...............................................51

Hasil Uji Impak Baja Adapter Preheating 1500C ...............................................52

Hasil Uji Impak Baja Adapter Preheating 3500C ...............................................53

Hasil Uji Impak HAZ Baja Adapter Tanpa Preheating.......................................54

Hasil Uji Impak HAZ Baja Adapter Preheating 1500C.......................................55

Hasil Uji Impak HAZ Baja Adapter Preheating 3500C.......................................56

Hasil Uji Impak Logam Las Tanpa Preheating ..................................................57

Hasil Uji Impak Logam Las Dengan Preheating 1500C......................................58

Hasil Uji Impak Logam Las Dengan Preheating 3500C......................................59

Hasil Uji Impak HAZ Baja Base Edge Tanpa Preheating...................................60

Hasil Uji Impak HAZ Baja Base Edge Preheating 1500C...................................61

Hasil Uji Impak HAZ Baja Base Edge Preheating 3500C...................................62

Hasil Uji Impak Baja Base Edge Tanpa Preheating............................................63

Hasil Uji Impak Baja Base Edge Dengan Preheating 1500C...............................64

Hasil Uji Impak Baja Base Edge Dengan Preheating 3500C...............................65

Foto Persiapan Sampel, Peralatan, Bahan dan Parameter Las .............................66


1 Universitas Indonesia

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 LATAR BELAKANG

Pada saat ini penyambungan logam dengan sistem pengelasan semakin

banyak digunakan baik dipakai pada konstruksi bangunan, perpipaan maupun

konstruksi mesin. Hal ini disebabkan oleh banyaknya keuntungan yang dapat

diperoleh dari sambungan las. Luasnya penggunaan proses penyambungan dengan

pengelasan disebabkan oleh biaya lebih murah, proses relatif lebih cepat, hasil dan

bentuk konstruksi lebih variatif dan lebih ringan. Salah satu teknik pengelasan

yang banyak dipakai untuk penyambungan pada konstruksi baja adalah las busur

dengan gas pelindung atau Gas Metal Arc Welding (GMAW) . Pada pengelasan

dengan las GMAW, busur terjadi antara kawat pengisi dan logam induk. Logam

cair dilindungi dengan gas pelindung yang diatur melalui suatu regulator. Kawat

las pengisi berupa kawat pejal yang juga berfungsi sebagai elektroda diumpankan

secara terus menerus sehingga pengelasan dapat dilakukan secara otomatis dan

memiliki kecepatan pengoperasian yang lebih tinggi1.

Baja adalah material rekayasa serba guna yang tersedia saat ini dan mudah

untuk di las. Kegunaan dari baja dapat dengan mudah dilihat pada aplikasinya

yang luas mulai dari baja struktural dengan kekuatan tinggi, hingga untuk aplikasi

yang memiliki ketahanan terhadap korosi yang tinggi. Baja dapat dibuat dengan

cara dicor (tuang) sesuai dengan bentuk akhir (near net shape product). Perbedaan

antara baja tuang dan baja jenis lainnya adalah pada metode produksinya. Baja

tempa, slab dan ingot dikerjakan secara mekanik untuk dijadikan lembaran pelat,

pipa dan bentuk lainnya. Baja tuang dibuat dengan cara dicetak sesuai dengan

bentuk akhir, dengan cara menuangkan cairan ke cetakan. Logam cair kemudian

mendingin dan membeku dalam cetakan dan kemudian dikeluarkan untuk

dibersihkan dan tanpa dilakukan pengerjaan mekanik. Walaupun jumlah baja

tuang hanya 10% dari total penggunaan di industri, baja tuang banyak digunakan

pada komponen seperti alat tambang, pekerjaan jalan, truk, konstruksi, militer

dan industri minyak dan gas.


2

Universitas Indonesia

Baja tuang dispesifikasikan untuk aplikasi yang membutuhkan mampu las

yang baik, ketahanan abrasi, kekuatan tinggi dan ketahanan korosi yang baik pada

temperatur rendah maupun temperatur tinggi. Perlakuan panas mungkin

diperlukan untuk mendapatkan sifat yang diinginkan. Baja tuang tahan abrasi

(aus) yang memiliki sifat ketahanan terhadap aus beragam jenisnya, mulai dari

baja lunak dari 0.25% C hingga kelas mangan yang sangat keras (work

hardening) dan baja krom tinggi. Baja tuang memiliki ketangguhan dan impak

yang sangat baik dibandingkan jenis material lain hasil dari tuangan atau cetakan2.

Salah satu penggunaan baja tuang adalah adapter pada bucket excavator.

Bucket excavator adalah salah satu komponen dari excavator yang berfungsi

sebagai alat menggali, memuat dan mengangkat material. Bagian yang kritis

terhadap pembebanan adalah pada kedua ujungnya atau adapter. Material pada

bagian tersebut harus mampu menahan beban-beban yang terjadi dan tahan

terhadap aus pada saat digunakan3.

Keterangan :

1. Hinge

2. Side Plate

3. Side Bar 4. Side Wear Plate

5. Side Cutter

6. Wrapper (Shell)

7. Base Edge

8. Adapter

9. Teeth (Tips)

Gambar 1.1 Bucket Excavator3

Excavator dalam melakukan pekerjaan harus memiliki faktor kekuatan dan

ketangguhan yang baik. Faktor kekuatan dan ketangguhan tersebut dapat berupa

pemilihan material yang tepat dan sesuai dengan kondisi kerja dari excavator,

desain maupun pada saat proses pembuatan bucket excavator. Proses pembuatan


3


bucket excavator di PT. X dilakukan dengan metode pengelasan GMAW (Gas

Metal Arc Welding). Pengelasan digunakan untuk pengerjaan dalam membuat

komponen dengan menyambungkan adapter yang terbuat dari baja tuang dengan

komponen baja lainnya.

Efek dari pengelasan terhadap sifat mekanis dari material tersebut penting

untuk diketahui dalam produksi komponen. Kekuatan, keuletan, dan kelemahan

dari logam las dapat dikontrol dengan meyakinkan bahwa logam las dan HAZ

memiliki struktur metalurgi yang tepat, yang ditentukan oleh komposisi kimia dan

kondisi pendinginan. Oleh karena itu sangat penting untuk mengontrol kedua

variabel tersebut. Yang paling umum dalam mengontrol pendinginan adalah

dengan mengaplikasikan preheating. Preheating berfungsi untuk menurunkan laju

pendinginan pada logam yang dilas dan untuk meningkatkan temperatur logam

dasar serta menurunkan gradien termal logam las. Keuntungan utama dari

preheating adalah dapat mencegah retak dingin, mengurangi kekerasan di HAZ,

mengurangi tegangan sisa, distorsi dan menjaga sifat mekanis seperti kekuatan

impak atau ketangguhan logam las4. Salah satu cara untuk mengukur

ketangguhan adalah dengan pengujian impak charpy.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Pada pengelasan adapter dan pelat baja base edge, temperatur untuk

preheating harus dijaga agar tidak menimbulkan panas berlebihan, karena panas

yang berlebihan atau overheating akan menyebabkan kegagalan prematur pada

aplikasi di lapangan akibat ketangguhan material yang turun secara drastis.

Komposisi metalurgi dari adapter dan baja base edge memerlukan preheating

sebelum dilakukan proses pengelasan. Sebelum melakukan pengelasan adapter

pada bucket excavator, sekurang-kurangnya temperatur dari bucket adalah 24C

hingga 38C 5.

Berdasarkan penjabaran tersebut diatas maka dapat disimpulkan bahwa

perumusan permasalahan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui seberapa

besar pengaruh dari temperatur preheating pada pengelasan adapter bucket

terhadap ketangguhan dan struktur mikro hasil lasannya.


4


1.3 TUJUAN PENELITIAN

Penelitian ini bertujuan untuk:

1. Mempelajari dan mengevaluasi mampu las dari adapter yang terbuat dari

baja tuang dan pelat baja base edge.

2. Mempelajari pengaruh variasi dari temperatur preheating pada pengelasan

adapter bucket excavator terhadap ketangguhan, dan struktur mikronya.

3. Mengamati adanya cacat las atau retak setelah proses pengelasannya.

4. Sebagai sumber acuan untuk prosedur pengelasan di PT. X khususnya

pengelasan bucket excavator.

1.4 RUANG LINGKUP PENELITIAN

Pada penelitian ini dilakukan beberapa parameter penelitian yaitu: perlakuan

tanpa preheating, preheating dengan temperatur 150C dan preheating temperatur

350C sebelum dilakukan proses pengelasan. Metode proses pengelasan yang

digunakan adalah GMAW (Gas Metal Arc Welding) menggunakan elektroda

ER70S-6 dengan parameter las yang sama untuk tiap sampel yaitu besar arus

pengelasan 330A, tegangan 30V, laju alir gas pelindung 20 l/min dan komposisi

gas pelindung adalah campuran antara Argon dan CO2 (Ar_85%, CO2_15%.).

Setelah proses pengelasan dilakukan pengamatan secara visual dan Non

Destructive Test (NDT) dengan menggunakan cairan penetrant untuk mengamati

cacat las. Hasil uji impak, nilai kekerasan dan struktur mikro dianalisa untuk

mengetahui sejauh mana pengaruh dari temperatur preheating terhadap

ketangguhan adapter pada temperatur ruang dengan memperhatikan standar yang

berlaku.



BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 GAS METAL ARC WELDING Gas Metal Arc Welding (GMAW) adalah proses pengelasan atau

penyambungan logam dengan cara mencairkan logam dengan busur listrik yang

dihasilkan di antara kawat elektroda terumpan dengan benda kerja dan

menggunakan gas pelindung, dimana gas pelindung tersebut berfungsi untuk

melindungi nyala busur dan cairan logam dari pengaruh udara atmosfir. Proses

GMAW dapat dioperasikan dengan cara semi automatis dan automatis. Semua

logam komersial dapat dilas dengan menggunakan metode ini seperti baja karbon,

baja paduan rendah, alumunium, tembaga, baja paduan rendah dengan kekuatan

tinggi, baja tahan karat dan paduan nikel. Dengan gas pelindung, elektroda dan

parameter pengelasan yang tepat metode pengelasan GMAW dapat digunakan

pada semua posisi pengelasan6.

Gambar 2.1 Skema Proses GMAW6


6


Elektroda yang digunakan pada pengelasan baja karbon dan baja karbon

paduan rendah pada GMAW adalah elektroda kawat pejal dengan kode S, yang

diklasifikasikan sebagai berikut7 :

1. Elektroda ER70S-2

Digunakan secara khusus untuk pengelasan satu pass baja killed, semi killed,

dan rimmed steel, tetapi terkadang digunakan pada pengelasan multipass.

Elektroda ini termasuk elektroda kawat pejal yang mempunyai sifat deoksidator

yang besar, oleh karena itu elektroda ini dapat digunakan untuk pengelasan baja

yang permukaannya kurang bersih.


Digunakan untuk pengelasan satu atau multipass. Elektroda ini digunakan

pada baja killed, semi killed, dan rimmed steel seperti pada ER70S-2


Digunakan untuk pengelasan baja dengan kondisi yang memerlukan

deoksidator lebih kuat dibandingn dengan ER70S-3 dan digunakan pada baja yang

sama dengan ER70S-2.

4. Elektroda E 70S-5

Digunakan pada baja dengan gas pelindung CO2 dan dengan amper tinggi.

Dapat digunakan pada baja dengan permukaan yang agak berkarat dan digunakan

pada baja yang sama dengan ER70S-2.


Digunakan baik pada pengelasan satu atau multipass, dan cocok untuk

pengelasan lembaran logam, dimana diperlukan permukaan logam las yang halus.

Untuk baja struktur dan pelat yang memiliki jumlah karat dan mill scale yang

sedang. Umumya digunakan pada arus tinggi dengan gas pelindung CO2, bahkan

untuk baja rimmed. Jenis baja yang dapat di las sama dengan ER70S-2.


Digunakan pada pengelasan satu dan multi pass, dan dapat digunakan

dengan kecepatan las yang lebih tinggi dibanding ER70S-3. Memiliki

pembasahan (wetting) dan permukaan logam las yang lebih baik dibanding yang

lainnya. Jenis baja yang dilas sama dengan ER70S-2.


7


7. Elektroda E 70-G (General)

Klasifikasi elektroda ini termasuk klasifikasi elektroda kawat pejal tetapi

tidak termasuk elektroda dengan bahan baja lunak. Elektroda ini termasuk

elektroda dengan bahan paduan.

Simbol atau huruf ER menandakan elektroda yang digunakan adalah

kawat pejal (rod). Angka 70 menandakan minimum tegangan tarik dari logam las

pada pengujian elektroda dikalikan 1.000 psi yaitu sebesar 70.000 psi (490 Mpa).

Huruf S menandakan solid electrode atau rod dan angka yang mengikuti

dibelakang huruf menandakan komposisi kimia dari elektroda7.

2.2 MAMPU LAS Mampu las atau weldability adalah kemampuan material untuk dapat dilas

dibawah kondisi perakitan khusus sehingga sesuai dengan desain struktur dan

dapat menunjukkan performa yang memuaskan di lapangan8. Mampu las dari baja

karbon dan baja tuang paduan rendah sangat tergantung kepada komposisi kimia

dan perlakuan panas. Baja karbon memiliki kadar mangan dan silikon rendah

(1.60% Mn, 1.00%Si) dan kadar karbon dibawah 0.30%, dapat dilas tanpa

perlakuan khusus. Ketika kadar karbon melebihi 0.30%, diperlukan perlakuan

preheating sebelum dilakukan pengelasan. Kontrol temperatur interpass juga

diperlukan untuk material dengan ketebalan melebihi 1.5 dan untuk baja paduan

rendah yang dimaksudkan untuk menjaga ketangguhan2.

Ketika ada pemaduan pada baja, kemungkinan diperlukan preheating

dengan menghitung karbon ekivalen. Untuk menghitung karbon ekivalen (CE)

dapat dilakukan dengan rumus9:

CE = %C + 6

%Mn + 5

%%% VMoCr + 15

%% CuNi ......(2.1)

Semakin tinggi nilai karbon ekivalen maka akan semakin sulit mampu

lasnya. Sensitifitas retak pada logam las, kekerasan logam las dan kekuatan tekuk

pada saat diberikan beban maksimum sebagai fungsi dari karbon ekivalen. Pada

Gambar 2.2 menunjukkan kerentanan retak dan kekerasan akan meningkat,


8


kegagalan sudut uji tekuk akan menurun dengan peningkatan karbon ekivalen.

Perilaku ini menunjukkan material kehilangan ketangguhannya10.

Gambar 2.2 Pengaruh Karbon Ekivalen10

Kegunaan preheating dapat membantu melepaskan tegangan sisa dan

mencegah retak pada logam las. Gas hidrogen merupakan salah satu penyebab

retak logam las, dimana gas hidrogen berdifusi pada logam yang dipanaskan dan

bergerak menjauhi tempat awal dan mengalami transformasi secara metalurgi.

Dengan preheating akan memperlambat laju pendinginan sehingga hidrogen yang

berdifusi dalam logam las dapat keluar dan tidak terperangkap dalam logam las.

Selain itu preheating dapat mengurangi pengerasan yang terjadi di HAZ dan

mengurangi pengerasan logam dasar di dekat area las. Secara umum jika

kekerasan setelah pengelasan pada HAZ tidak melebihi 35 HRC atau 327 BHN,

preheating pada baja secara umum tidak diperlukan. Perlakuan preheating

dipengaruhi oleh komposisi kimia logam, temperatur logam atau lingkungan dan

tebal material11.

2.3 METODE PERLAKUAN PANAS Baja memiliki fluiditas yang rendah dan penyusutan yang tinggi, oleh

karena itu memiliki tegangan sisa yang tinggi ketika mendingin sehingga

memerlukan perlakuan panas untuk mengurangi efek yang merugikan. Baja tuang


9


secara umum memiliki mampu las yang baik dan sifat ketahanan aus yang baik.

Baja tuang rentan terhadap retak jika adanya peningkatan difusi hidrogen selama

proses pengelasan. Hal ini dapat dihindari dengan diberikannya perlakuan panas

berupa preheating dan menjaga temperatur interpass pengelasan.

Memanaskan logam adalah pengerjaan yang kompleks. Semua logam akan

memuai pada saat dipanaskan dan terjadi perubahan volume jika dipanaskan pada

temperatur diatas temperatur kritis, atau menyusut jika didinginkan dibawah

temperatur kritis dimana terjadi perubahan struktur kristal. Ketidakseragaman

pemanasan atau pendinginan dapat menyebabkan retak maupun distorsi.

Tujuan utama dari preheating pada produk baja cor (casting) adalah untuk

menghindari retak, memperlambat laju pendinginan pada logam las dan logam

dasar, menghasilkan struktur yang lebih ulet, pengerasan pada logam las yang

mengakibatkan penurunan ketangguhan dan mengurangi tegangan penyusutan

pada logam las dan logam dasar yang berdekatan dengan logam las12. Pemanasan

mula (awal) atau preheating dapat dilakukan dengan cara : air-fuel gas, oxy-fuel

gas, electrical resistance heating, induction heating, localized furnace13.

2.4 TEMPERATUR PREHEATING Temperature preheating yang lebih tinggi akan menghasilkan gradien

temperatur yang lebih datar, kemungkinan akan menghasilkan pertumbuhan butir

pada HAZ yang dapat menyebabkan penurunan ketangguhan baja. Temperatur

minimum preheating untuk baja tuang ASTM A217 grade WC6 adalah sebesar

1500C 14.

2.5 INSPEKSI LAS Semua pengelasan harus diperiksa secara visual dan dapat dikatakan

diterima jika memenuhi persyaratan dimana cacat las seperti retak, fusi tidak

sempurna (incomplete fusion), undercut dan porositas tidak ditemukan pada hasil

lasan. Inspeksi las dilakukan ketika logam las mendingin dan pada temperatur

ruang, kecuali untuk ASTM A514, A517, dan A 709 grade 100 dan 100W

inspeksi yang dipersyaratkan adalah sekurang-kurangnya 48 jam setelah proses

pengelasan selesai15.


10


2.5.1 UJI PENETRANT (PT)

Uji penetrant merupakan salah satu metoda pengujian jenis tidak merusak

NDT (Non-Destructive Test) yang relatif mudah dan praktis untuk dilakukan. Uji

penetrant ini berfungsi untuk mengetahui diskontinuitas pada permukaan seperti

retak, porositas dan laminasi. Pada prinsipnya metoda pengujian dengan cairan

penetrant memanfaatkan daya kapilaritas. Cairan penetrant dengan warna tertentu

meresap masuk kedalam diskontinuitas, kemudian cairan penetran tersebut

dikeluarkan dari dalam diskontinuitas dengan menggunakan cairan pengembang

(developer) yang warnanya kontras dengan cairan penetrant. Terdeteksinya

diskontinuitas adalah dengan timbulnya cairan penetrant yang keluar dari dalam

diskontinuitas.

Diskontinuitas yang mampu dideteksi dengan pengujian ini adalah

diskontinuitas yang bersifat mikro yaitu diskontinuitas yang tidak dapat diamati

dengan mata telanjang dan berada pada permukaan dari logam non porous atau

material lainnya16.

2.6 PENGUJIAN SIFAT MEKANIK

Pengujian mekanis merupakan persyaratan kualitas produk yang

berhubungan dengan kekuatan atau ketahanan produk tersebut, baik berupa

komponen atau sebuah konstruksi rakitan dari berbagai komponen, untuk

menerima pembebanan pada beban dengan besar dan arah tertentu. Kualitas

produk secara mekanis sering menjadi syarat utama karena sifat mekanis bahan

mendukung sifat fungsional dari produk tersebut. Sifat-sifat mekanik yang

dimiliki oleh logam antara lain kekuatan, kekerasan, ketangguhan, keuletan,

mampu bentuk, dan mampu las. Sifat-sifat mekanik tersebut dipengaruhi oleh

beberapa faktor, antara lain komposisi kimia, perlakuan yang diberikan, dan

struktur mikronya.


11


Charpy-v Izod

Beban impak

Beban impak

2.6.1 PENGUJIAN IMPAK

Pengujian impak digunakan untuk mengukur ketangguhan suatu material.

Ketangguhan suatu bahan adalah kemampuan bahan tersebut untuk menyerap

energi pada daerah plastis. Cara pengujian impak ada dua macam yaitu Charpy

dan Izod17.

Gambar 2.3 Sketsa Uji Impak Charpy dan Izod18

Pada uji impak terjadi proses penyerapan energi potensial dari pendulum

beban yang berayun dari suatu ketinggian tertentu dan menumbuk benda uji

sehingga benda uji mengalami deformasi plastis. Pada pengujian impak, jumlah

energi yang diserap oleh bahan untuk terjadinya perpatahan merupakan ukuran

ketahanan impak atau ketangguhan bahan tersebut. Dari pengujian impak Charpy

dapat diperoleh nilai17 :

HI = A

hhP )( 10 ...........(2.2)

Dimana,

HI = Energi Impak (J.mm2)

P = Beban (N)

A = Luas Penampang (mm2)

(h0-h1) = Ketinggian (m)


12


2.6.2 PENGUJIAN KEKERASAN

Sifat lain yang penting untuk diketahui adalah kekerasan, yaitu mengukur

ketahanan material terhadap deformasi plastis setempat. Pengujian kekerasan

sering dilakukan pada logam dibandingkan pengujian lainnya karena beberapa

alasan,yaitu: mudah dan tidak mahal, metode pengujian dilakukan tanpa merusak,

sifat mekanis lain dapat diperoleh atau diestimasi dari data kekerasan, seperti

kekuatan tarik. Ada beberapa macam metode pengujian diantaranya adalah

Rockwell, Brinell, Knoop dan Vickers19.

a. Rockwell

Pengujian kekerasan dengan metode Rockwell bertujuan menentukan

kekerasan suatu material dalam bentuk daya tahan material terhadap indentor

berupa bola baja ataupun kerucut intan yang ditekankan pada permukaan material

uji tersebut.

Gambar 2.4 Pengujian Rockwell19

Untuk mencari besarnya nilai kekerasan dengan menggunakan metode

Rockwell dijelaskan pada Gambar 2.5, yaitu pada langkah 1 benda uji ditekan

oleh indentor dengan beban minor (Minor Load F0) setelah itu ditekan dengan

beban mayor (major Load F1) pada langkah 2, dan pada langkah 3 beban mayor

diambil sehingga yang tersisa adalah beban minor dimana pada kondisi 3 ini

indentor ditahan seperti kondisi pada saat beban total F yang terlihat pada Gambar

2.5. Besarnya beban minor maupun beban mayor tergantung dari jenis material

yang di uji.


13


Gambar 2.5 Prinsip Pengukuran Kekerasan Rockwell19

b. Brinell

Metode Brinell menggunakan bola indentor berdiameter 10mm yang terbuat

dari baja yang diperkeras atau karbida dengan pembebanan 3000kg. untuk

material yang lunak beban dikurangi menjadi 1500kg atau 500kg untuk

menghindari penjejakan yang terlalu dalam. Lama waktu pembebanan untuk

material besi dan baja adalah 10-15 detik, dan untuk material lain sekurang-

kurangnya 30 detik. Diameter penjejakan diamati dengan mikroskop low powered.

Nilai kekerasan Brinell dihitung dengan membagi beban yang diberikan dengan

permukaan penjejakan

Gambar 2.6 Skema Pembebanan Brinell19

Rumus untuk menghitung kekerasan dengan metode Brinell19:

BHN =).(

22

12 DDDD

F

........................................................................... (2.3)

Dimana,

F = Beban (kgf)

D = Diameter Indentor (mm)

D1 = Diameter Penjejakan (mm)


14


Dibandingkan dengan metode uji kekerasan lain, metode Brinell menghasilkan

penjejakan yang dalam dengan diameter yang besar, sehingga untuk mendapatkan

nilai kekerasan rata-rata lebih membutuhkan area yang luas.

d. Vickers

Pengujian kekerasan dengan metode Vickers bertujuan menentukan

kekerasan suatu material dalam yaitu daya tahan material terhadap indentor intan

yang cukup kecil dan mempunyai bentuk geometri berbentuk piramid seperti

ditunjukkan pada Gambar 2.7. Beban yang dikenakan juga jauh lebih kecil

dibanding dengan pengujian Rockwell dan Brinell yaitu antara 1 sampai 1000

gram.

Gambar 2.7 . Pengujian Vickers dan Bentuk Indentor19

Angka kekerasan Vickers (HV) didefinisikan sebagai hasil bagi (koefisien) dari

beban uji (F) dengan luas permukaan bekas penjejakan dari indentor(diagonalnya)

(A) yang dikalikan dengan sin (136/2). Rumus untuk menentukan besarnya nilai

kekerasan dengan metode Vickers yaitu19:

2136

SinAFHV ...(2.4)

2

.2

2136

dSinF

HV

...(2.5)


15


2854,1 dFHV ..........(2.6)

Dimana,

HV = Angka kekerasan Vickers

F = Beban (kgf)

d = diagonal (mm)

2.7 PENGUJIAN STRUKTUR MIKRO Metalografi adalah suatu ilmu yang mempelajari tentang struktur makro dan

mikro dari suatu logam, bisa juga diartikan sebagai ilmu yang mempelajari

tentang sifat mekanik dan sifat fisik dari suatu material atau logam. Dalam

pengamatan secara metalografi dapat diperoleh gambaran struktur butiran suatu

logam. Pengujian metalografi harus menggunakan bantuan dari mikroskop optik.

Pengamatan struktur mikro adalah salah satu sifat fisis yang diamati dalam

penelitian ini20.

Tujuan utama dari pengamatan metalografi adalah untuk mengetahui

konstituen dan struktur mikro dari logam dan paduan dengan mikroskop optik

atau SEM. Pemilihan dan persiapan dari spesimen merupakan hal yang penting.

Struktur mikro memiliki pengaruh yang besar pada sifat dari logam dan paduan.

Kontrol dan menentukan struktur mikro memerlukan pengamatan metalografi.

Pemilihan spesimen untuk pengamatan metalografi sangat penting untuk dapat

representasi dari material yang sedang diamati. Sesuai dengan tujuan dari

pengamatan metalografi dibagi menjadi tiga klasifikasi:

a. Pengamatan umum

Spesimen dipilih dari lokasi memiliki variasi yang sering terjadi dari

material yang diamati. Contoh, spesimen dari material cetak diambil pada daerah

yang sering terjadi segregasi.

b. Pengamatan kegagalan

Spesimen dipilih sedekat mungkin dengan daerah perpatahan atau daerah

inisiasi kegagalan, dan dibandingkan dengan daerah yang memiliki struktur dan

properties yang baik.


16


c. Pengamatan penelitian

Sampling lebih banyak dilakukan dibandingkan dengan pengamatan umum.

2.7.1 PEMOTONGAN SAMPEL

Dalam melakukan pemotongan spesimen dari material harus dilakukan

dengan hati-hati agar tidak merubah struktur dari logam. Ada tiga cara untuk

melakukan pemotongan21:

a. Gergaji

Dapat dilakukan secara manual atau dengan mesin dan dapat digunakan

untuk semua material dengan nilai kekerasan dibawah 350HV. Permukaan dari

hasil pemotongan menghasilkan permukaaan yang kasar sehingga harus

dihilangkan untuk pengerjaan lebih lanjut.

b. Pemotongan dengan abrasif (grinding)

Metode ini lebih cepat dibandingkan dengan gergaji dan menghasilkan

permukaan yang halus. Kualitas hasil pemotongan ditentukan oleh pisau

pemotong, pelumas, kondisi pendinginan dan kekerasan logam yang akan

dipotong. Abrasif digunakan untuk material dengan kekerasan diatas 350HV.

Secara umum untuk material yang lunak dipotong dengan hard bond blade, dan

material yang keras dengan soft bond blade. Aluminum oksida digunakan pada

material ferrous dan silikon karbida digunakan pada material non ferrous.

c. Gunting atau shear

Metode ini digunakan untuk memotong material dengan bentuk kawat,

lembaran, pelat atau batangan yang dipotong dengan pisau pemotong.

2.7.2 SIKLUS TERMAL DAERAH LAS

Daerah lasan terdiri dari tiga bagian yaitu logam lasan, daerah pengaruh

panas (Heat Affected Zone)22. Selama proses pengelasan berlangsung, logam las

dan daerah pengaruh panas akan mengalami serangkaian siklus thermal yang

berupa pemanasan sampai mencapai suhu maksimum dan diikuti dengan

pendinginan. Sebagai akibatnya, jika kondisi kesetimbangan (equilibrium)

tercapai maka logam las akan mengalami serangkaian transformasi fasa selama

proses pendinginan, yaitu dari logam las cair berubah menjadi ferit- kemudian


17


(austenit) dan akhirnya menjadi (ferrit). Pada umumnya laju pendinginan pada

proses pengelasan cukup tinggi sehingga kondisi kesetimbangan tidak terjadi dan

akibatnya struktur mikro yang terbentuk tidak selalu mengikuti diagram fasa.

Faktor lain yang mempengaruhi siklus termal adalah waktu pendinginan

(cooling time ). Suhu yang dipakai sebagai acuan dalam menentukan waktu

pendinginan adalah antara 800 C-500 C. Penambahan unsur paduan pada logam

las menyebabkan struktur mikro cenderung berbentuh bainit dengan sedikit ferit

batas butir, kedua macam struktur mikro tersebut juga dapat terbentuk jika ukuran

butir austenitnya besar.

Nilai t8/5 yang semakin besar (waktu pendinginan semakin lama) akan

meningkatkan ukuran ferit batas butir, selain itu waktu pendinginan yang lama akan

menyebabkan struktur rnikro yang paling banyak terbentuk adalah ferit

widmanstatten. Kandungan oksigen yang besar juga akan menyebabkan

terbentuknya ferit Widmanstatten dan ferit batas butir dengan ukuran yang besar23.

2.7.3 STRUKTUR MIKRO LAS

Struktur mikro dari las biasanya kombinasi dari struktur mikro berikut ini24 :

Ferit batas butir

Ferit widmanstatten

Ferit acicular

Bainit

Martensit

2.7.3.1 FERIT BATAS BUTIR

Ferit batas butir terbentuk pertama kali pada transformasi -, biasanya

terbentuk sepanjang batas austenit pada suhu 1000 C 650 C


18


Gambar 2.8 Struktur Mikro Ferit (terang) Perlit (gelap)20

2.7.3.2 FERIT WIDMANSTATTEN

Jika suhunya lebih rendah maka akan terbentuk ferit Widmanstatten.

Ukurannya besar dan pertumbuhannya cepat. Struktur mikro ini terbentuk pada

suhu 750 C 650 C disepanjang batas butir austenit. Ferit Widmanstatten

mempunyai ukuran besar dengan orientasi arah yang hampir sama sehingga

memudahkan terjadinya perambatan retak.

Gambar 2.9 Struktur Mikro Ferit Widmanstatten25

2.7.3.3 FERIT ACICULAR

Ferit acicular berbentuk intragranular dengan ukuran yang kecil dan

mempunyai orentasi arah yang acak. Jika terjadi retak hasil las dengan struktur

mikro ferit acicular maka retak tersebut tidak akan cepat merambat karena

orientasi arahnya acak. Karena hal tersebut maka bentuk struktur mikro ferit

acicular mempunyai ketangguhan paling tinggi dibanding struktur mikro yang

lain. Biasanya ferit acicular terbentuk sekitar suhu 650 C


19


Unsur Mo dan Cr merupakan pembentuk karbida yang kuat yang dapat

menahan pembentukan proeutectic ferrite dan meningkatkan pembentukan ferit

acicular. Hasil pengelasan akan mempunyai sifat-sifat yang baik jika jumlah

ferit acicular yang terbentuk paling banyak.

(a) (b)

Gambar 2.10 a) Skema Ferit Acicular, b) Foto Mikro Ferit Acicular24

2.7.3.4 BAINIT

Bainit merupakan ferit yang tumbuh dari batas butir austenit dan berupa

pelat-pelat sejajar dengan Fe3C diantara pelat-pelat tersebut atau didalam pelat.

Bainit mempunyai kekerasan yang lebih tinggi dibanding ferit, tetapi lebih

rendah dari pada martensit.

Gambar 2.11 Struktur Mikro Bainit20


20


2.7.3.5 MARTENSIT

Martensit akan terbentuk pada proses pengelasan dengan pendinginan

sangat cepat, mempunyai sifat sangat keras dan getas sehingga kekuatan tarik

dan ketangguhannya rendah.

Gambar 2.12. Morfologi Martensit. (a) Lath Martensite pada baja karbon rendah (0,03C-2,0Mn, wt%) pembesaran 100x. (b) Plate Martensite pada baja karbon tinggi (1,2 wt% C) pembesaran 1000x. (c) Campuran antara Lath dan Plate Martensite pada baja karbon sedang (0,57 wt% C) pembesaran 1000x. Semua dietsa dengan nital 2% 20.

Dari kelima struktur mikro di atas, ferit acicular merupakan struktur mikro

yang diinginkan karena dapat meningkatkan kekuatan dan ketangguhan logam las.

Peningkatan kekuatan ini disebabkan karena ferit acicular berbutir halus. Pada sisi

lain, ketangguhan las disebabkan karena struktur ferit acicular berbentuk

anyaman (interlocking structure) sehingga dapat menahan laju rambatan retak dan

memberikan ketangguhan yang baik.



BAB III

METODOLOGI PENELITIAN

3.1 DIAGRAM ALIR PENELITIAN

Penelitian akan dilakukan dengan mengikuti diagram alir seperti terlihat

pada gambar 3.1 .

Gambar 3.1 . Diagram Alir Penelitian


22


3.2 BAHAN PENELITIAN

Alat dan bahan yang digunakan adalah:

- Infrared thermometer

- Gas torch/ burner

- Weld machine

- Adapter

- Baja Base edge

3.3 PENGUJIAN KOMPOSISI KIMIA

Material baja Adapter dilakukan pengujian komposisi untuk menentukan

mampu las dari logam yang akan dilas dengan menghitung nilai karbon

ekivalennya. Pengujian akan dilakukan di laboratorium Metalurgi UI dengan

ukuran sampel 15 mm2. Sedangkan untuk pelat baja base edge komposisi

kimianya mengikuti mill certificate dari produsen pembuatnya.

3.4 PERSIAPAN BENDA UJI IMPAK

Pengujian impak charpy dilakukan dengan membuat tes kupon pengelasan.

Bentuk dan ukuran dari logam las harus sama atau lebih besar dari tebal pelat

yang digunakan, dengan WPS dan proses yang sama dan tidak boleh ada welding

start ataupun welding stop pada daerah spesimen uji impak25. Jarak preheating

minimal 75mm dari logam yang akan di las ke segala arah15. Persiapan pengelasan

dan pemotongan dilakukan di PT. X.

Gambar 3.2. Persiapan sampel pengelasan coupon test, jarak celah atau gap minimal sama

dengan tebal pelat26.


23


3.4.1 LOKASI PENGAMBILAN SPESIMEN IMPAK

Untuk mengetahui ketangguhan hasil lasan, pengujian ketangguhan

sambungan las dilakukan dengan cara uji impak pada logam las, HAZ, dan logam

dasar. Penentuan lokasi pengambilan spesimen logam las dan HAZ sesuai dengan

Gambar 3.3 dan untuk spesimen logam dasar diambil pada daerah yang memiliki

kerentanan terhadap ketangguhan sebagai akibat dari pengaruh temperatur

preheating dan konsentrasi tegangan3 sesuai dengan Gambar 3.4. Pada spesimen

HAZ daerah takikan diambil dari garis fusi sebesar 1-2mm dan untuk logam las

diambil pada bagian tengah logam las27. Untuk memperjelas garis fusi dilakukan

dengan cara makroetsa28.

Gambar 3.3. Lokasi spesimen uji impak logam las dan HAZ29

Keterangan:

V: Charpy V-notch

W: Takikan pada logam las ; garis referensi adalah garis tengah dari logam las

pada posisi spesimen dan posisi takikan harus pada garis tengah logam las.

H : Takikan pada HAZ ; garis referensi adalah garis fusi

b : Maksimum 2mm dibawah permukaan dan transversal ke logam las.

Gambar 3.4. Lokasi spesimen uji impak logam dasar adapter3


24


3.4.2 JUMLAH SPESIMEN IMPAK

Pengujian impak yang digunakan dalam penelitian pada masing-masing

varian dilakukan pada temperatur ruang. Untuk setiap variasi temperatur

preheating di ambil spesimen untuk uji impak pada logam las, HAZ, dan logam

dasar. Pengelasan adapter pada baja base edge diperlukan pengujian impak pada

masing-masing HAZ dan untuk dissimilar metal dilakukan pengambilan spesimen

pada masing-masing HAZ29. Jadi jumlah keseluruhan spesimen untuk pengujian

impak adalah 12 buah.

3.4.3 BENTUK SPESIMEN IMPAK

Bentuk spesimen uji impak dibuat sesuai dengan Gambar 3.5. Pemotongan

sampel tidak boleh dipengaruhi oleh panas baik pada persiapan coupon test

ataupun pemotongan dalam pembuatan spesimen uji impak dan persiapan dari

takikan dengan permesinan adalah sangat penting karena dapat mempengaruhi

dari data yang diperoleh30.

Gambar 3.5. Standar Spesimen Uji Impak31


25


3.5 PERSIAPAN BENDA UJI KEKERASAN

Pengujian kekerasan menggunakan uji kekerasan metode Vickers. Metode

Vickers dipilih karena daerah HAZ sangat sempit. Untuk mengukur nilai

kekerasan diambil pada daerah logam las, HAZ,dan logam dasar.

3.5.1 LOKASI DISTRIBUSI UJI KEKERASAN

Lokasi pengujian kekerasan sesuai dengan Gambar 3.6, dimana diambil lima

titik pada masing-masing daerah dan diambil rata-ratanya untuk dibuat distribusi

kekerasan dari semua area yang diuji. Untuk sampel impak pada logam dasar

adapter, lokasinya diambil pada pengelasan field test. Jumlah titik yang diambil

untuk nilai kekerasan keseluruhan pada penelitian ini adalah 75 titik.

Gambar 3.6. Lokasi Titik Uji Kekerasan

3.6 PENGAMATAN METALOGRAFI

Untuk pemotongan sampel produk cor (casting) dilakukan tegak lurus dari

permukaan untuk menunjukkan variasi struktur dari luar ke dalam casting. Ukuran

sampel untuk pengamatan metalografi yang dipoles tidak lebih dari 12 sampai 25

mm2. Tahapan persiapan dimulai dari proses pemotongan, penggerindaan, amplas,

poles, kemudian etsa. Pengampelasan dilakukan dengan menggunakan kertas

amplas yang dimulai dengan kertas amplas kasar hingga halus untuk mendapatkan

permukaan benda uji yang merata diseluruh permukaan. Setelah itu benda uji


26


dipoles untuk mendapatkan permukaan yang lebih halus dan mengkilap serta

menghilangkan bekas goresan akibat pengampelasan. Proses selanjutnya yaitu

etsa yang bertujuan untuk memunculkan jejak batas butir benda uji. Setelah

dilakukan preparasi, selanjutnya benda uji dilakukan dilakukan pengamatan

mikrostruktur dan pengambilan foto mikrostruktur dengan berbagai pembesaran.

Pengamatan mikrostruktur ini dilakukan dengan peralatan mikroskop optik21.



BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 PENGUJIAN KOMPOSISI KIMIA

Pengujian komposisi kimia dilakukan dengan menggunakan peralatan

spektrometer optikal . Berikut ini adalah hasil pengujian komposisi kimia.

Tabel 4.1 Komposisi Kimia Logam Baja Base Edge (wt%)32.

C Mo Mn P S Si Ni B Cr

0,12 0,025 1,26 0,008 0,002 0,49 0,05 0,001 0,67

Dari hasil komposisi kimia dapat dihitung harga karbon ekivalen material baja

base edge adalah sebagai berikut:

CE = %C + 6

%Mn + 5

%%% VMoCr + 15

%% CuNi

= 0,12 + 626,1 +

50025,067,0 +

15005,0 (%)

= 0,47 %

Tabel 4.2 Komposisi Kimia Logam Material Baja Adapter (wt%)33.

C Mo Mn P Cr Si Ni V Cu

0,19 0,248 1,03 0,011 1,05 0,541 0,884 0,004 0,047

Dari hasil komposisi kimia dapat dihitung harga karbon ekivalen material baja

adapter adalah:

CE = %C + 6

%Mn + 5

%%% VMoCr + 15

%% CuNi

= 0,19 + 603,1 +

5004,0248,005,1 +

15047,0884,0 (%)

= 0,684 %


28


Dari hasil perhitungan karbon ekivalen diatas dapat diketahui bahwa bahan

adapter memiliki sifat mampu las yang buruk karena baja karbon yang memiliki

karbon ekivalen tinggi. Semakin tinggi nilai karbon ekivalen, maka semakin

tinggi kepekaannya terhadap retak dingin pada sambungan las dan HAZ. Baja

karbon yang memiliki kadar karbon melebihi 0.32% (ladle analysis) atau karbon

ekivalen melebihi 0,65 harus di preheating hingga temperatur tertentu. Baja

paduan dengan mampu keras yang tinggi contoh cast nickel chrome molybdenum,

4300 series harus di preheating antara 204-316C 15.

4.2 INSPEKSI LAS Pengamatan terhadap cacat las pada sampel pengelasan dilakukan secara

visual dan pengujian tidak merusak (NDT) dengan menggunakan cairan

penetrant. Hasil inspeksi las secara visual tidak ditemukan adanya cacat las dari

ketiga sampel las pada pengelasan adapter dengan pelat baja base edge. Untuk

meyakinkan tidak adanya cacat las di permukaan, maka dilakukan pengujian

dengan cairan penetrant. Dengan menggunakan cairan penetrant ditemukan

adanya retak pada logam las pada perlakuan tanpa preheating (gambar 4.1)

sedangkan pada perlakuan preheating temperatur 1500C dan 3500C tidak

ditemukan adanya cacat las (Gambar 4.2 dan 4.3). Cacat las yang diamati pada

ketiga sampel pengelasan terlihat pada Tabel 4.3.

Tabel 4.3 Hasil Inspeksi Las

Retak Porositas Undercut Overlap Lack of FusionNon Preheat (NP) 5mm - - - -Preheat 1500C - - - - -

Cacat LasPerlakuan Panas


29


Gambar 4.1. Inspeksi las pada sampel tanpa preheating dengan uji penetrant

Gambar 4.2 Inspeksi las pada sampel perlakuan preheating 1500C dengan uji penetrant

Gambar 4.3 Inspeksi las pada sampel perlakuan preheating 3500C dengan uji penetrant


30


Waktu inspeksi las minimal untuk mengamati adanya retak dingin yaitu 24

jam setelah pengelasan15. Pada sampel pengelasan tanpa preheating ditemukan

adanya retak yang ditandai dengan warna merah pada cairan developer yang

berwarna putih sepanjang 5mm. Retak yang terjadi adalah retak dingin yang

terjadi setelah logam las mendingin, dimana retak yang terjadi di indikasikan

disebabkan akibat hidrogen yang terperangkap didalam logam las. Retak dingin

dapat disebabkan oleh kombinasi tiga hal berikut12:

- Larutnya hidrogen dalam logam lasan

- Terciptanya tegangan sisa yang tinggi

- Adanya struktur mikro yang sensitif terhadap retak (HV> 350) seperti

martensit

Nilai kekerasan pada daerah logam las dengan tanpa preheating tidak

menunjukan kekerasan yang melebihi HV>350 dan struktur mikronya adalah

ferit + ferit acicular + perlit namun memiliki nilai kekerasan paling tinggi bila

dibandingkan dengan struktur mikro logam las dengan preheating 1500C dan

3500C. Dari aspek metalurgi, karbon ekivalen dapat berhubungan dengan

sensitifitas retak yang sensitif terhadap gas hidrogen dilihat dari struktur

mikronya. Semakin tinggi nilai karbon ekivalen maka akan semakin rentan

terhadap retak yang diakibatkan larutnya gas hidrogen. Nilai karbon ekivalen baja

adapter adalah 0,68 yang berarti memiliki mampu las yang buruk. Laju

pendinginan yang cepat karena pengelasan dilakukan tanpa preheating dapat

mengakibatkan tegangan sisa yang lebih tinggi maka lebih rentan terhadap retak

yang diakibatkan oleh gas hidrogen.


31


Gambar 4.4 Penyebab dan Penanganan Retak Pada Logam Las22

Gas hidrogen merupakan kontaminan pada semua proses las busur , oleh

karena itu sangat perlu menghindari adanya kandungan air pada fluks, logam

pengisi, oli atau organik lain yang dapat bereaksi menimbulkan gas hidrogen.

Pada spesimen yang dilakukan pengelasan tidak didapati adanya kontaminan

seperti oli, karat, air dan dengan demikian gas hidrogen bukan berasal dari tidak

baiknya persiapan sebelum pengelasan. Kawat las ER70S-6 pada proses GMAW

yang digunakan memiliki kerentanan terhadap gas hidrogen yang sangat rendah

yaitu dibawah 5ml/100g 7. Kemungkinan gas hidrogen berasal dari kawat las yang

digunakan sangat kecil, kemungkinan larutnya gas hidrogen berasal dari material

yang di las memiliki konten hidrogen. Selain itu juga udara disekitar lingkungan

pengelasan yang dapat diserap kedalam busur las seperti yang di ilustrasikan pada

Gambar 4.5.


32


Gambar 4.5 Skema difusi gas hidrogen ke dalam cairan logam las12

Gas hidrogen lebih mudah larut ke dalam logam cair dibanding padatan.

Kelarutan gas hidrogen pada kondisi liquidus (15000C) adalah 30ppm , dan hanya

8ppm pada kondisi padatan, dan pada temperatur 4000C kelarutan akan menjadi

lebih rendah yaitu kurang dari 1ppm. Oleh karena itu semakin cepat laju

pendinginan maka akan menyebabkan gas hidrogen yang larut pada saat logam

cair akan terperangkap dan tidak sempat keluar dari logam cair pada saat logam

telah membeku. Kelarutan gas hidrogen pengaruh temperatur digambarkan pada

Gambar 4.6.

Gambar 4.6. Kelarutan Hidrogen


33


Pada saat logam sudah membeku dan mendingin hidrogen akan berdifusi

keluar dari logam dan menyebabkan retak dan oleh sebab itu retak jenis ini di

sebut retak dingin. Dengan demikian direkomendasikan untuk dilakukan

preheating pada pengelasan adapter bucket untuk mengurangi kemungkinan

terjadinya retak dingin dan tegangan sisa pada pengelasan.

Semakin tinggi temperatur preheating yang digunakan pada pengelasan

terutama pengelasan manual akan meningkatkan kesulitan dalam melakukan

proses pengelasan, selain itu juga akan membuat laju pendinginan semakin lambat

yang berarti dapat menyebabkan terjadinya pertumbuhan butir di HAZ dimana

akan terjadi penurunan ketangguhan logam las. Preheating direkomendasikan

pada temperatur 1500C untuk mengurangi kemungkinan retak dan tanpa

mengakibatkan terjadinya penurunan ketangguhan.

4.3 PENGUJIAN KEKERASAN Pengujian kekerasan dengan metode Vickers dilakukan pada logam dasar,

deposit las dan HAZ dengan beban 200gf dan sudut indentor 1200. Data kekerasan

pada logam dasar, deposit las dan HAZ diperoleh dari variasi perlakuan panas

yaitu tanpa preheating, temperatur 1500C, temperatur 3500C sehingga dalam

pengujian ini jumlah sampel adalah 3 sampel. Pada masing-masing area logam

dasar, logam las, dan HAZ dilakukan lima kali penjejakan untuk mendapatkan

nilai rata-rata kekerasan yang lebih representatif. Data hasil uji kekerasan

selengkapnya ada pada Tabel 4.4.a dan 4.4b.


34


Tabel 4.4a Hasil Pengujian Kekerasan HAZ dan Logam Las

Non Preheating (NP)

Preheating 1500C

Preheating 3500C

6 278.4 243.8 200.87 302.8 256.8 210.28 294.3 243.8 210.69 270.9 270.9 210.410 231.8 243.8 210.8

Rata-Rata 276 252 20911 171.5 162.8 162.312 171.5 161.8 165.813 175.3 161.8 157.714 175.3 162.3 152.615 171.5 163.4 159

Rata-Rata 173 162 15916 231.8 213.8 205.317 231.8 212.4 205.318 220.6 214.3 205.319 220.6 213.5 210.220 220.6 213.4 205.3

Rata-Rata 225 213 206

Logam Las

HAZ Baja Base Edge

Nomer Titik Penjejakan

Kode Sampel

Kekerasan Mikro Vickers (HV)

HAZ Adapter

Tabel 4.4b Hasil Pengujian Kekerasan Baja Adapter dan Baja Base Edge

Non Preheating

(NP)

Preheating 1500C

Preheating 3500C

Harga Kekerasan Rata-Rata

1 392.8 346.4 327.22 391.6 346.8 326.83 392.2 346.4 326.84 392.8 346.2 327.45 392.2 346.4 327.2

Rata-Rata 392 346 32721 362.4 343.8 320.822 363.8 342.8 32123 363.4 343.6 320.624 362.8 343.8 320.825 360.8 343.6 320.8

Rata-Rata 363 343 320

Nomer Titik Penjejakan

Kode Sampel

Baja Adapter

Baja Base Edge

Kekerasan Mikro Vickers (HV)

355

342


35


Gambar 4.7 Distribusi Kekerasan

Dalam penelitian ini dilakukan pengamatan kekerasan pada logam dasar,

logam lasan dan daerah HAZ. Kekerasan pada daerah HAZ di lakukan untuk

mengamati perubahan kekerasan yang terjadi pada logam induk karena adanya

proses pengelasan.


36


Gambar 4.8 Distribusi Kekerasan Rata-Rata

Dari Gambar 4.7 & 4.8 terlihat bahwa kekerasan logam lasan tertinggi pada

perlakuan tanpa preheating yaitu 173HV, sementara kekerasan terendah adalah

pada perlakuan preheating temperatur 1500C pada daerah HAZ baja base edge.

Dari data tersebut terlihat bahwa perlakuan preheating akan mempengaruhi

tingkat kekerasan karena merubah struktur mikronya.

4.4 PENGUJIAN IMPAK Pengujian impak dilakukan pada benda uji dengan variasi perlakuan panas

yaitu tanpa preheating, temperatur 1500C, 3500C dimana masing-masing variabel

dilakukan satu kali pengujian (satu spesimen) pada temperatur ruang. Adapun

hasil pengujian secara lengkap adalah seperti pada Tabel 4.5a. dan Tabel 4.5b.


37


Tabel 4.5a. Hasil Pengujian Impak HAZ dan Logam Las

Harga Impak J/mm2

Bagian -Bagian Sambungan Las

Perlakuan Panas

Luas Penampang

mm2

Energi Impak

J (Joule)1.19 HAZ Baja Adapter 83.8 1000.4 Logam Las 85.11 34

1.01 HAZ Baja Base Edge 83.8 840.98 HAZ Baja Adapter 83.27 820.75 Logam Las 85.09 640.94 HAZ Baja Base Edge 83.33 780.67 HAZ Baja Adapter 83.2 560.61 Logam Las 84.81 520.88 HAZ Baja Base Edge 86.51 76

Non Preheating

(NP)

Preheating 1500C

Preheating 3500C

Tabel 4.5b Hasil Impak Logam Dasar Baja Adapter dan Baja Base Edge

Harga Impak Rata-Rata

J/mm2Harga Impak

J/mm2Bagian -Bagian Sambungan Las

Luas Penampang

mm2

Energi Impak

J (Joule)

2.16 Baja Adapter 85.16 1841.97 Baja Adapter 84.98 1683.31 Baja Adapter 82.27 2722.62 Baja Base Edge 83.13 2182.69 Baja Base Edge 82.34 2222.73 Baja Base Edge 83.56 228

2.48

2.68


38


Gambar 4.9 Distribusi Harga Impak Sampel Pengelasan

4.4.1 Kekuatan Impak

Kekuatan impak merupakan bagian dari sifat mekanis yang penting untuk

dipertimbangkan jika konstruksi atau material digunakan pada desain yang

menerima beban impak atau kejut. Hasil uji impak yang diperoleh lebih diarahkan

untuk mengamati progres kekuatan impak pada masing-masing perlakuan panas

atau preheating pada pengelasan adapter bucket excavator. Pada Gambar 4.9

terlihat bahwa pada logam dasar baja adapter dan baja base edge memiliki nilai

impak terbesar yaitu baja adapter sebesar 2.48 J/mm2 dan baja base edge sebesar

2.68 J/mm2. Setelah dilakukan pengelasan terjadi penurunan nilai impak baik di

HAZ maupun di logam las. Nilai kekuatan impak terbesar pada logam las baja

adapter adalah pada perlakuan preheating 1500C dengan nilai 0.75 J/mm2.

Sementara pada perlakuan tanpa preheating ketangguhan logam las baja adapter

adalah paling rendah yaitu sebesar 0,4 J/mm2. Nilai kekuatan impak terbesar pada

daerah HAZ baja adapter adalah pada perlakuan tanpa preheating dengan nilai

impak sebesar 1.19 J/mm2 dan nilai impak terendah pada daerah HAZ baja

adapter adalah pada perlakuan preheating temperatur 3500C dengan nilai impak


39


sebesar 0.67 J/mm2. Secara umum dengan meningkatnya temperatur preheating

maka nilai ketangguhan pada daerah las akan bervariasi.

4.5 PENGAMATAN FOTO MAKRO

Foto makro dimaksudkan untuk mengetahui bentuk dan batas antara daerah las, HAZ, logam induk, dengan menggunakan etsa dengan larutan nital 3%.

Gambar 4.10 Foto Makro Pengelasan Sampel Coupon Test

4.6 STRUKTUR MIKRO Dalam hasil penelitian ini, materi yang disajikan adalah foto mikro pada

logam dasar, logam las dan daerah HAZ. Penelitian dan pembahasan utamanya

diarahkan terutama untuk mencari hubungan antara sifat mekanis, struktur mikro

terhadap ketangguhan, dimana sifat mekanis terbatas pada nilai impak dan nilai

kekerasan. Alat yang dipergunakan untuk pengujian ini adalah mikroskop optik,

dengan mikroskop ini dapat dilihat ukuran dan bentuk butir serta distribusi dari

berbagai macam fasa logam serta inklusi yang terjadi pada pengelasan.

Pembesaran yang dipergunakan adalah 200X. Berikut gambar dari foto struktur

mikro yang dilakukan pada ketiga sampel yaitu tanpa preheating, preheating

1500C, dan preheating 3500C.


40


Gambar 4.11 Struktur Mikro Material Baja Adapter (Martensit Temper)

Gambar 4.12 Struktur Mikro Material HAZ Adapter Tanpa Preheating (Martensit Temper Halus)


41


Gambar 4.13 Struktur Mikro HAZ Adapter Dengan Preheating 1500C (Martensit Temper Kasar)

Gambar 4.14 Struktur Mikro Material HAZ Adapter Dengan Preheating 3500C (Martensit Temper + Polygonal Ferit)


42


Gambar 4.15 Struktur Mikro Logam Las Tanpa Preheating (Ferit + Perlit)

Gambar 4.16 Struktur Mikro Logam Las Dengan Preheating 1500C (Ferit Acicular + Perlit)


43


Gambar 4.17 Struktur Mikro Logam Las Dengan Preheating 3500C (Ferit Widmanstatten + Perlit)

Gambar 4.18 Struktur Mikro Material HAZ Baja Base Edge Tanpa Preheating (Martensit Temper)


44


Gambar 4.19 Struktur Mikro HAZ Baja Dengan Preheating 1500C (Martensit Temper Halus)

Gambar 4.20 Struktur Mikro HAZ Baja Base Edge Dengan Preheating 3500C (Martensit Temper Kasar)


45


Gambar 4.21 Struktur Mikro Material Baja Base Edge (Martensit Temper)

Struktur mikro logam dasar baja adapter dan baja base edge adalah

martensit temper, dan memiliki nilai kekerasan tertinggi dibanding daerah HAZ

dan logam las. Pada Gambar 4.16 terlihat struktur mikro logam las pada

perlakuan preheating 1500C adalah ferit acicular dan perlit. Nilai impak logam las

dengan preheating 1500C adalah yang terbesar dibandingkan dengan perlakuan

panas yang lain. Struktur ferit acicular memiliki bentuk yang spesifik yaitu

berbentuk zig-zag, bentuk inilah yang membuat struktur ini memiliki nilai

ketangguhan yang baik. Sedangkan pada temperatur preheating 3500C terlihat

adanya struktur ferit widmanstatten yang lebih rentan terhadap perambatan retak.

Bila dilihat dari struktur mikro yang memiliki ketangguhan yang paling baik

pada daerah HAZ material baja adapter adalah pada perlakuan tanpa preheating,

karena struktur mikronya adalah yang paling halus dibanding yang lainnya.

Pengaruh temperatur yang lebih rendah menunjukkan tidak terjadi pertumbuhan

butir. Pada perlakuan temperatur preheating dengan temperatur 3500C terlihat

adanya polygonal ferit pada batas butir di daerah HAZ baja adapter, dimana

polygonal ferit memiliki ketangguhan yang lebih rendah34.



BAB V

KESIMPULAN

1. Retak las ditemukan pada permukaan logam las dengan perlakuan tanpa

preheating yang disebabkan oleh hidrogen yang terperangkap dalam logam

las. Baja adapter bucket excavator memiliki mampu las buruk dan

memerlukan perlakuan preheating sebelum dilakukan pengelasan.

2. Ketangguhan paling baik dari segi struktur mikro pada pengelasan baja

adapter bucket excavator adalah pada perlakuan tanpa preheating dengan

struktur mikro yang lebih halus dibandingkan dengan perlakuan preheating

pada temperatur 1500C dan preheating 3500C.

3. Preheating 1500C memiliki nilai impak terbesar pada logam lasnya sebesar

0.75 J/mm2 karena memiliki struktur miro ferit acicular yang memiliki

ketangguhan lebih baik dibanding struktur mikro pada perlakuan tanpa

preheating dan preheating 3500C.

4. HAZ pada temperatur preheating 3500C memiliki ketangguhan paling rendah

dibanding perlakuan tanpa preheating dan preheating 1500C karena memiliki

struktur mikro polygonal ferrite pada batas butirnya.

5. Struktur mikro logam las dengan temperatur preheating 3500C memiliki

ketangguhan paling rendah dibanding perlakuan tanpa preheating dan

preheating 1500C karena memiliki struktur mikro ferit widmanstatten.

6. Ketangguhan dengan perlakuan tanpa preheating lebih baik dibanding perlakuan preheat 1500C dan 3500C. Namun memiliki kecendrungan

terjadinya retak logam las oleh karena itu preheating dengan temperatur

1500C merupakan temperatur yang optimal dalam melakukan pengelasan

adapter bucket excavator.


47


DAFTAR PUSTAKA

1. Wiryosumarto, Harsono dan Okumura, Toshie, Teknologi Pengelasan

Logam. Jakarta, Pradnya Paramita, 1994.

2. Malcolm Blair, Thomas L. Stevens .Steel Castings Handbook, 6th Edition

ASM International Editor, 1995.

3. Instruction for Welding the K Series Adapters, Caterpillar Manual

Handbook.

4. R.Scott Funderburk. Key Concepts in Welding Engineering, Welding

Innovation Vol.XIV, No.2, 1997

5. K Series Weld Process Control, Caterpillar Manual Welding Adapter .

6. American Society of Materials International, ASM Handbook Vol.6:

Welding Brazing and Soldering, ASM International, United States of

America. 1993.pp569

7. ANSI/AWS A5.18 Specification for Carbon Steel Electrodes and Rods for

Gas Shielded Arc Welding. The American Welding Society, 1993.pp 26

8. ANSI/AWS A3.0 Standard Welding Term and Definition.The American

Welding Society, 1994.pp 38

9. Andrew D.Althouse, Carl H.Turnquist ,Welding Modern. The goodheart-

Willcox Publisher,1993.

10. John F Wallace, A Review of Welding Cast Steels and its Effects on

Fatigue and Toughness Properties, Steel Founders Society of America.

1979.pp 24

11. ASME B31.8, Gas Transmission and Distribution Piping Systems,

2003.pp 13

12. Winarto, Pengelasan . Diktat Kuliah , 2009

13. R.Scott Funderburk, Taking Your Welds Temperature, Modern Steel

Construction, 2000

14. ASTM A217 Standard Specification for Steel Casting, ASTM

International, 2010.pp 3



48

15. ANSI/AWS D1.1-04 Structural Welding Code: Steel. The American

Welding Society, 2004.pp 222

16. ASME Section V, Non Destructive Examination, 2007

17. William D Callister, Material Science and Engineering an Introduction, New

York, John Wiley & Son, 1997. Pp 155

18. Avner,S.H, Introduction to Physical Metallurgy, Mc.Graw-Hill,New

York, 1964.

19. http://www.gordonengland.co.uk/hardness/brinell.htm (diunduh maret

2011)

20. American Society of Materials International, ASM Handbook Vol.9:

Metallography and Microstructures, ASM International, United States of

America, 2004.pp10

21. ASTM E3-01, Standard Guide for Preparation of Metallographic

Specimen. ASTM International, 2007.pp 3

22. American Society of Materials International, ASM Welding and Brazing

Vol 6, 1993

23. J.A. FRANCIS, G.M.D. CANTIN, W. MAZUR and H.K.D.H.

BHADESHIA: Effects of Weld Preheat Temperature and Heat Input on

Type IV Failure, Science and Technology of Welding and Joining ,

2009.pp 436-442

24. Arianti, Myrna, Teknik Pengamatan Strktur Mikro, Hand Out. 2007

25. ANSI/AWS B4.0, Standard Methods for Mechanical Testing of Welds.

The American Welding Society, 1992.pp 9

26. ISO 9016. Destructive Test in Metallic Materials.2001.pp 3

27. ISO 15614, Specification and Qualification of Welding Procedures for Metallic Materials Welding Procedure Test.2004.pp 14

28. ASME SA370 Standard Test Method and Definitions for Mechanical

Testing of Steel Product.1996 .pp 665

29. ASTM E381, Standard Method of Macroetch Testing Steel Bars, Billet,

Bloom, and Forgings.2001



49

30. American Society of Materials International, ASM Handbook

Vol.8:Mechanical Testing and Evaluation, ASM International, United

States of America. 2000,pp 1968

31. ASTM E 23, Standard Test Method for Notched Bar Impact Testing of

Metallic Materials,2007. Pp 2

32. ASTM A514 Standard Specification for High-Yield-Strength, Quenched and Tempered Alloy Steel Plate, Suitable for Welding1,2009

33. ASTM A217 Standard Specification for Steel Casting, 2010

34. http://www4.hcmut.edu.vn/~dantn/Weld%20pool/polyferrite.htm (diunduh

juni 2011)


50

LAMPIRAN Hasil Pengujian Komposisi Kimia Baja Adapter


51

Mill Certificate Baja Base Edge


52

Hasil Uji Impak Baja Adapter Tanpa Preheating


53

Hasil Uji Impak Baja Adapter Preheating 1500C


54

Hasil Uji Impak Baja Adapter Preheating 3500C


55

Hasil Uji Impak HAZ Baja Adapter Tanpa Preheating


56

Hasil Uji Impak HAZ Baja Adapter Preheating 1500C


57

Hasil Uji Impak HAZ Baja Adapter Preheating 3500C


58

Hasil Uji Impak Logam Las Tanpa Preheating


59

Hasil Uji Impak Logam Las Dengan Preheating 1500C


60

Hasil Uji Impak Logam Las Dengan Preheating 3500C


61

Hasil Uji Impak HAZ Baja Base Edge Tanpa Preheating


62

Hasil Uji Impak HAZ Baja Base Edge Dengan Preheating 1500C


63

Hasil Uji Impak HAZ Baja Base Edge Dengan Preheating 3500C


64

Hasil Uji Impak Baja Base Edge Tanpa Preheating


65

Hasil Uji Impak Baja Base Edge Dengan Preheating 1500C


66

Hasil Uji Impak Baja Base Edge Dengan Preheating 3500C


67

Foto persiapan sampel, peralatan, bahan dan parameter las


Halaman JudulAbstrakDaftar IsiBab IBab IIBab IIIBab IVKesimpulanDaftar PustakaLampiran

digital 20282163 s702 pengaruh preheating

Documents